数控机床的先进技术

Home / 数控机床的先进技术 - 2021年12月1日 , by

数控机床是装备制造业的工作母机,其技术水平的高低代表了一个国家制造业的发展水平。数控机床是复杂的机电系统,与其它电子产品和机械制造业不同的是,它已经具备了相对成熟的理论和可靠技术。数控机床的先进技术已经运用到了精密高速复合加工机研发制造领域,此后随着科学技术的飞速发展和完善,其功能也将会越来越多,操作方法越来越简单,稳定性越来越好,数控机床的性价比也会越来越好,应用和发展空间广阔。

一、数控机床的概念和特点

数控机床就是采用了数控技术的机床,包括主机、数控装置、驱动装置、辅助装置。数控机床发展以及经历了三个阶段,一个是上世纪50年代的初级阶段,一个是上世纪90年代的中级阶段,第三阶段是上世纪末,数控机床普遍用于生产,柔性单元、柔性系统、计算机中央集成制造系统开始应用[1],数控技术产业化进入成熟阶段。在未来的发展过程中,数控机床技术会出现五大特点:智能化、网络化、数字化、集成化和微型化。这将会给制造业带来可观的经济效益。

二、数控机床的先进技术

不管是国内国外,先进的数控机床都会应用到企业的核心技术,力求生产出高技术、高效益的数控机床,并根据企业自身的特点,用最低的成本生产出最高效益的产品。还必须有科学的管理和应用,才能发挥这种技术高密度集合的数控机床的最大价值。

我国的数控技术已经形成了开放的结构体系,机床制造商通过开放平台增加自己需要的硬件和软件。目前的先进数控技术主要有可重构技术、软件伺服驱动技术、CNC系统互联网技术和自适应技术。

(1)可重构技术

可重构技术使数控机床成为以用户为中心的模块化机床,用户可以根据所生产产品的变化对机床的结构、布局和加工功能进行转变,提高数控机床的生产效率,满足了不同的加工工业的需求,克服了实际批量生产过程中的数控机床功能利用低的缺点,具有很强的经济性。

(2)软件伺服驱动技术

数控系统中另一个重要组成部分是软件伺服驱动技术。就是通过计算机控制算法采用的伺服装置。这项技术具有几大优点值得我们重视,稳定;基于数值计算、精度高;通过参数设定、调整减少;ASIC电路容易形成。伺服技术对于现代数控系统而言已经取得了重大突破,突破的结果产生了数字交流驱动系统。随着电力电子驱动技术及控制理论、微电子技术的发展、软件运算及处理能力的提高,系统的运算速度有了很大的提高,伺服技术可靠性提高、调试方便、柔性增强,推动了高精密高加速加工技术的发展。

(3)CNC系统联网技术

网络的主要任务就是通信、共享信息。通信联网及现场设备生产、运行数据采集等功能,能够保证现场设备高质量完成任务,并将现场设备生产的数据传送到管理层,管理层得到数据后会下达生产管理及调度的命令。因此,CNC系统联网是实现工厂自动化的基础。

(4)自适应技术

自适应技术借助高动态控制技术,使机床部件具有自动适应性,能够自主地适应加工过程和外界环境等,反应更快、更加精确也更坚实更灵活,通常情况下,它能够有效地消除振动、变形、噪声等内部干扰,加工更稳定更经济,具有一定的智能化。

三、数控技术未来发展趋势

数控机床以后的发展前景会更加广阔,在结构体系、功能方面、性能方面都会有很大的改革和转变。具体有以下几方面的内容:

(1)高速化与高精度化

数控机床一直追求的是高效率、高质量。提高产品的质量和生产效率的前提是高速度和精准的加工技术。缩短生产周期,企业才能在市场竞争中获得优势。

(2)智能化

数控技术已经智能化了,并且智能化会渗透到数控机床的各方面。为了驱动方便更多人性化的设计也会出现,会出现智能诊断、智能监控系统和感应装置,系统出现问题时候会得到及时的反馈和维护,减少了查找故障的时间,为数控产业的规模发展提供了机会。

(3)驱动并联化

并联驱动机床通过机床主轴和机座之间采用多杆并联机构驱动,控制杆系中杆的长度使得杆系支撑的平台获得相应自由度的运动。多坐标联动数控加工、装配和测量多种功能都会得到实现,同时能够实现更加复杂的加工,具有重量轻、速度快等优势。

(4)网络化

数控机床网络化发展是一个必然趋势。机床依靠网络技术实现统一管理和在线监测功能,同时方便对机床进行程序的修改。数控机床联网后会有几个能力:可靠性、随时性、稳定性、在线性,方便采集数据,程序交换,实现电脑监控的执行。

总的来说,数控机床的未来发展趋势很好。首先在功能方面,将来的用户界面会出现图形化,通过三维的立体式的动态图来展现,非专业人员也能很好地操控,方便用户使用。将来的计算可视化也会用于自动的编程和预处理等多个方面,数控技术也会加入多媒体技术,使机床能够综合处理图像、文字、声音等混合信息。在结构方面,未来机床会出现结构模式化、数控功能专门化、数控技术智能化。将来机床智能化会自动适应控制技术,自动检测外围的环境,智能发出指令指使机床工作,自行检测发生的故障,在未来也会自行修复产生的故障。智能化驱动装置会分析机床的数据自动调整系统参数,使机床具有更好的运动效果。智能化将成为未来生产厂家必争的技术和核心。

结束语

国家的发展离不开制造业,制造业离不开数控机床,数控机床技术又是发展制造业的基础。面对市场的需求,数控机床会实现智能化、网络化、微型化、数字化,随着计算机和科学技术的发展,机床也会得到很大的发展和提高。

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